1.1.15. Ефект полярності

 

У різконеоднорідних полях розрядна напруга залежить від форми електродів (ступеня неоднорідності електричного поля) поблизу електродів. Якщо розрядний проміжок несиметричний, то розрядна напруга при негативній полярності електрода з меншим радіусом кривизни істотно вище, ніж при позитивній (рис. 1.22). Розходження розрядних напруг при різних полярностях пояснюється тим, що при позитивній полярності стрижня електрони рухаються із зони розряду до анода в полі, що підсилюється, а позитивно об'ємний заряд, що залишається поблизу електрода збільшує напруженість електричного поля в зовнішній частині проміжку.

 

При негативній полярності вістря (стрижня) електрони рухаються в дивергуючому полі, а малорухомі позитивні іони повільно залишають зону іонізації, що приводить до утворення негативного заряду, що утруднює емісію електронів з катода. Для розвитку розряду потрібно значно більша напруга.

Вольт-секундні характеристики проміжків з різконеоднорідним полем (рис. 1.20, крива 2) мають досить велику кривизну, оскільки в таких проміжках t_ф сильно залежить від значення прикладеної напруги. Для таких проміжків при грозових імпульсах характерні великіі розрядні напруги U_р, чим при змінній напрузі промислової частоти 50 Гц – U~. Відношення

 

                                                       (1.49)

 

називається коефіцієнтом імпульсу і звичайно відноситься до певного часу розряду.

Проміжки з однорідним і слабонеоднорідним полями мають К_имп = 1 практично у всьому діапазоні часів розряду t_р ³ 10^–7 с.

Вольт-секундні характеристики широко використаються для координації ізоляції високовольтного встаткування, тобто  для захисту від впливу грозових і комутаційних впливів. Із цією метою, об'єкту, що захищається паралельно, включається повітряний розрядник з пологою ВСХ.

Надійний захист буде забезпечуватися, якщо ВСХ розрядника лежить нижче ВСХ устаткування, що захищається, у всьому діапазоні часу напруги, що впливає (рис. 1.20, крива 1).